RUMINANT NUTRITION SYMPOSIUM: Use of genomics and transcriptomics to identify strategies to lower ruminal methanogenesis.

McAllister, T.A., Meale, S.J., Valle, E.R., Guan, L.L., Zhou, M., Kelly, W., Henderson, G., Attwood, G.T., et Janssen, P.H. (2015). « RUMINANT NUTRITION SYMPOSIUM: Use of genomics and transcriptomics to identify strategies to lower ruminal methanogenesis. », Journal of Animal Science, 93(4), p. 1431-1449. doi : 10.2527/jas.2014-8329  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

À l’échelle planétaire, 40 à 45 % des gaz à effet de serre émis par les ruminants d’élevage sont du méthane (CH4), et plus de 90 % de ce méthane est issu de la fermentation entérique. La réduction du dioxyde de carbone en CH4 est essentielle à une fermentation ruminale efficace, parce qu’elle prévient l’accumulation des éléments réducteurs. Les méthanogènes sont présents dans le rumen, en relation symbiotique avec les protozoaires et les champignons, et dans les biofilms associés aux aliments et à la paroi ruminale. La génomique et la transcriptomique jouent un rôle de plus en plus important dans la définition de l’écologie de la méthanogenèse ruminale et dans la recherche de méthodes d’atténuation. Les méthodes métagénomiques ont permis de recueillir des données sur les variations de l’abondance, ainsi que sur la composition spécifique de la communauté des méthanogènes chez les ruminants, dont les émissions de CH4, l’indice de conversion alimentaire et la réponse aux stratégies d’atténuation du CH4 varient de façon naturelle. Le séquençage du génome des méthanogènes ruminaux nous a donné un aperçu des protéines de surface qui peuvent se montrer utiles dans l’élaboration de vaccins et il a permis l’assemblage de voies biochimiques qui serviront dans les approches chimiogénomiques visant à réduire les émissions ruminales de CH4. La métagénomique et l’analyse métatranscriptomique de communautés microbiennes ruminales entières ouvrent de nouvelles perspectives sur la façon dont les méthanogènes interagissent avec les autres membres de leur écosystème et sur la façon dont ces interactions peuvent être modifiées pour réduire la méthanogenèse. L’identification des membres de la communauté produisant des agents antiméthanogènes inhibant ou tuant les méthanogènes pourrait mener à l’élaboration de nouvelles méthodes d’atténuation. On pourrait, par exemple, découvrir un archéophage lytique qui s’attaque spécifiquement aux méthanogènes. Les travaux cherchant à tirer profit des données génomiques pour modifier la méthanogenèse ont été freinés par un manque de données séquentielles spécifiques à la communauté microbienne du rumen. Des projets tels que le Hungate1000 et le Global Rumen Census approfondissent notre compréhension des communautés microbiennes ruminales à l’échelle mondiale; ils constituent des étapes cruciales avant que l’on puisse utiliser ces communautés pour mieux cerner la science de la méthanogenèse ruminale.

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